遺伝疫学

Case Only Designについて [遺伝疫学] | Gene-Environmental Interaction

今回は遺伝疫学におけるCase only designについて解説をしていきます。
Case only designはちょっと聞きなれない言葉かもしれませんが、その名の通り「Case = 疾患に罹患した人」のみの研究手法です。

遺伝疫学について、一通りの学習をしたい方は、以下の教科書をお勧めします:

Case Only Design(ケース・オンリー・デザイン)について

Case only designですが、Case(例:疾患を発症した人)のみを対象に研究を行う方法を言います。Case のみになってしまう理由は様々ですが、

  •  適切なコントロールを集めることができなかった場合

などが多いでしょう。例えば、Case-control研究では、controlはCaseとなりうる可能性のある人で、発症していない人から、ランダムにサンプルする必要があります。
しかし、この適切なControlを集められない場合は、選択バイアスを招く恐れがあります。

また、相互作用をみる場合(例えば遺伝子 x 環境因子の相互作用)、統計学的な検定力が必要となります。
特に、まれな疾患ですと、相互作用を見れるだけのpowerが足りないため、case-only designがされる場合もあります。

Case only designの方法

遺伝疫学では遺伝的な素因 (G) x 環境因子(E)の相互作用を見ることが多いですが、case-only designでは、これだけに注目して検定を行います。

2 x 2 Tableに基づいた解析ですと、

  疾患あり
  G(+) G(–)
E(+) a e
E(–) c g

の4つ箇所(a, c, e, g)の情報を集め、case-only Odds Ratio (OR)を計測します:

  • case-only OR = (a*g)/(c*e)

このcase-only OR > 1の場合、相互作用があることが示唆されます。

Case-only designの欠点

Case-only designの欠点ですが、

  •  Main effect(遺伝子や環境がアウトカムに直接与える影響)はわからない
  •  遺伝子と環境因子が独立している必要がある

といった前提を受け入れる必要があります。

Case-only designの具体例

ここで、case-only designの具体例を説明してみましょう。

まずは、通常のcase-control研究を例に考えていきましょう。

Case-control研究の場合

理想的なcontrolが見つかった場合を考えてみましょう。今回の研究は、Gene-Environment Interactionを推定するのが目的です。例えば、以下のような情報がわかったとします。ここでは、

  •  G = G20210A (Prothrombinのvariant)
  •  E = ホルモン補充療法
  •  D = 心筋梗塞

としてみましょう:

遺伝子変異のある集団での2×2 tableは:

G (+) Case Control
E (+) 6 2
E (–) 2 5

遺伝子変異のない集団での2×2 tableは:

G (–) Case Control
E (+) 35 142
E (–) 65 236

となります。

この場合、G(–)かつControl (D(–))がReferenceとなるため、E(+), G(+),および両方ある場合のORは、

  • OR01 = (35/65)/(142/236) = 0.89
  • OR10 = (2/5)/(142/236) = 0.66
  • OR11 = (6/2)/(142/236) = 4.98

となります。E(+)かつG(+)の場合、ORが跳ね上がっているため、Interactionがあるのが示唆されます。

同様の解析を、case-only studyで考えてみましょう。

Case-only study

Case-only studyの場合は、以下の情報しかわかりません:

Case G(+) G(–)
E (+) 6 35
E (–) 2 65

このため、case-only ORは

  • case-only OR = (6/2)/(35/65) = 5.57

とOR > 1よりかなり値が大きいため、相互作用の可能性が示唆されます。

まとめ

今回は遺伝疫学におけるcase-only designとそれを利用したgene-environmental interactionの見方について、簡単に開設しました。

 

 

遺伝疫学について、一通りの学習をしたい方は、以下の教科書をお勧めします:

ABOUT ME
Dr-KID
Dr-KID
このブログ(https://www.dr-kid.net )を書いてる小児科専門医・疫学者。 小児医療の研究で、英語論文を年5〜10本執筆、査読は年30-50本。 趣味は中長期投資、旅・散策、サッカー観戦。note (https://note.mu/drkid)もやってます。